- •1. Производство электрической и тепловой энергии
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Тепловые электрические станции
- •1.3. Атомные электростанции
- •1.4. Гидравлические электрические станции
- •1.5. Распределение электрических нагрузок между электрическими станциями различных типов
- •1.6. Газотурбинные и парогазовые силовые установки.
- •1.7. Электростанции различных типов
- •1.8. Перспективы развития электрических станций
- •2. Передача электрической и тепловой энергии
- •2.1. Передача электрической энергии
- •2.2. Передача тепловой энергии
- •3. Потребление электрической и тепловой энергии
- •3.1. Потребление электрической энергии
- •3.2. Потребление тепловой энергии
- •4. Энергетика и биосфера
- •Приложение
- •Библиографический список
- •1. Производство электрической и тепловой энергии 1
- •1.1. Общие положения 1
4. Энергетика и биосфера
Энергетика оказывает несомненное влияние на биосферу.
Добыча топлива приводит к эрозии почвы, изменяет экологию региона. Транспортировка всех видов топлива способна нанести вред природе. Об этом свидетельствуют тяжелые аварии на нефтегазопроводах и хранилищах. Угольная и торфяная пыль покрывает широкие придорожные пространства на пути перевозки твердого топлива. Работа ТЭС приводит к загрязнению воздушного, водного бассейнов выбросами двуокиси серы, окиси азота и углерода, радиоактивных элементов, золы. Сброс высокопотенциальной воды, используемой на ТЭС и АЭС для охлаждения конденсата, меняет температурный режим водоемов и биологический баланс в них. Потенциальной возможностью радиоактивного заражения больших территорий опасны АЭС. Кроме того не решена полностью проблема захоронения отработавшего на АЭС топлива, сохраняющего высокую радиоактивность. Вопрос консервации АЭС после окончания срока их работы остается актуальным. Отрицательное влияние на биосферу оказывают ГЭС. Под их строительство отчуждаются большие территории, затопляются луга, леса, плодородные земли. Переселяются массы людей, что изменяет социальную структуру региона. Искусственные водохранилища резко меняют экосистему огромных районов: в медленно текущей воде изменяется растительный и животный мир, вода заиливается, загрязняется, размножаются бактерии и водоросли, болеет и гибнет рыба и животные. Кроме того, меняется уровень грунтовых вод на прилегающих территориях, происходит их подтопление. Перечень проблем, связанных со строительством ГЭС, можно продолжить.
Передача электроэнергии вынуждает отчуждать территории под строительство ЛЭП, вырубать просеки в лесах. Электромагнитное поле вокруг ЛЭП сверхвысокого напряжения оказывает отрицательное воздействие на живые организмы.
Имеет свои отрицательные экологические последствия нерациональное потребление тепловой и электрической энергии.
Это лишь краткий перечень негативного влияния нерационального использования энергоресурсов. Для предотвращения катастрофических для Земли последствий необходимо: широко использовать экологически чистые, возобновляемые источники энергии; проводить глубокую утилизацию всех отходов; использовать более чистое газообразное топливо; осуществлять всемерную экономию ТЭР; комплексно решать технические, научные, экологические проблемы.
Приложение
Справочные данные для выполнения контрольных заданий.
Для самостоятельного решения студентам предлагаются четыре контрольных задания, приведенных на страницах
Таблица 1. Расчетные характеристики топлива.
№ |
Месторождение |
Wр, % |
Ар, % |
, МДж/кг |
q3, % |
q4 , % |
1 |
Нерюнгринское |
10 |
19,8 |
22,5 |
0,5 |
0,6 |
2 |
Назаровское |
39 |
7,3 |
13 |
1 |
0,3 |
3 |
Березовское |
33 |
4,7 |
16,2 |
1 |
0,2 |
4 |
Ангренское |
34 |
14,4 |
13,4 |
1 |
0,4 |
5 |
Челябинское |
17 |
32,4 |
13,3 |
0,6 |
0,7 |
6 |
Воркутинское |
5,5 |
28,4 |
22 |
0,5 |
0,7 |
7 |
Подмосковное |
32 |
28,6 |
9,3 |
0,8 |
0,1 |
8 |
Экибастузское |
6,5 |
36,9 |
17,4 |
0,4 |
1 |
9 |
Кузнецкое-Г |
12 |
23,8 |
20 |
0,6 |
0,8 |
10 |
Кузнецкое-СС |
9 |
18,2 |
23,6 |
0,6 |
0,8 |
Таблица 2. Потери на наружное охлаждение.
Паропроизводительность котла, Dп, кг/с |
20 |
40 |
80 |
120 |
200 |
250 и более |
Потеря теплоты, q5, % |
0,8 |
0,65 |
0,45 |
0,35 |
0,28 |
0,2 |
Таблица 3. Данные сталеалюминевых проводов.
F, мм2 |
10 |
16 |
25 |
35 |
50 |
70 |
95 |
120 |
150 |
240 |
r0, Ом/км |
3,1 |
2,1 |
1,4 |
0,9 |
0,65 |
0,45 |
0,33 |
0,27 |
0,21 |
0,13 |
IДД, А |
84 |
111 |
142 |
175 |
210 |
265 |
330 |
380 |
450 |
610 |
Примечание. IДД - длительно допустимый ток для данного сечения провода.
Таблица 4. Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий, Вт/м2.
Количество этажей |
Период постройки, годы |
Расчетная температура наружного воздуха, 0С |
|||||
-5 |
-10 |
-15 |
-20 |
-25 |
-30 |
||
1-2 |
1960- 1985 |
148 147 |
154 153 |
160 159 |
205 194 |
213 201 |
230 218 |
3-4 |
то же |
95 90 |
102 97 |
109 103 |
117 111 |
126 119 |
134 128 |
5 и более |
то-же |
65 65 |
70 69 |
77 73 |
79 75 |
86 82 |
88 87 |
1-2 |
После 1985 |
145 |
152 |
159 |
166 |
173 |
177 |
3-4 |
то-же |
74 |
80 |
86 |
91 |
101 |
109 |
5 и более |
то-же |
65 |
67 |
70 |
73 |
81 |
87 |
Примечание. В числителе указаны значения q0 без учета проведения энергосберегающих мероприятий, в знаменателе - с учетом таких мероприятий (например, заклейка окон).
Таблица 5. Поправочный коэффициент α к значениям q0.
Расположение помещений |
Одноэтажное здание |
Многоэтажное здание, этаж |
||
нижний |
средний |
верхний |
||
Среднее |
0,9 |
1,1 |
0,8 |
1,3 |
Угловое |
1,5 |
1,9 |
1,5 |
2,2 |
Таблица 6. Вспомогательные коэффициенты β1, β2, β3.
Коэффициент |
Число секций в одном радиаторе |
Место установки прибора |
||||
до 15 |
16-20 |
21-25 |
более 25 |
у наруж стены |
у окна |
|
β3 |
1 |
0,98 |
0,96 |
0,92+0,16/Fр |
|
|
β2 |
|
|
|
|
1,02…1,04 |
1,05…1,1 |
β1 |
1,02…1,11 |
|||||
Таблица 3.1. Основные технические данные отопительных приборов.
№ |
Отопительный прибор |
f1, м2 |
qном, Вт/м2 |
Gпр, кг/с |
n |
p |
c |
Примечание |
1 |
Радиатор чугунный МС-140-98 |
0,187 |
725 |
0,15 |
0,3 |
0 |
1 |
Схема присоединения прибора сверху вниз |
2 |
Радиатор чугунный М-90 |
0,2 |
700 |
0,2 |
0,3 |
0,01 |
0,99 |
|
3 |
Радиатор стальной однорядный РСВ1-5 |
1,68 |
714 |
0,2 |
0,25 |
0,04 |
0,97 |
Схема снизу вверх |
4 |
Радиатор стальной однорядный РСВ1-1 |
0,71 |
710 |
0,01 |
0,25 |
0,12 |
1,11 |
|
5 |
Радиатор стальной однорядный РСГ2-1-2 |
0,54 |
741 |
0,08 |
0,3 |
0,02 |
1 |
Схема сверху вниз |
6 |
Радиатор стальной однорядный РСГ2-1-9 |
2,17 |
729 |
0,2 |
0,25 |
0 |
1 |
Схема снизу вверх |
7 |
Радиатор двойной стальной 2РСВ1-1 |
1,42 |
615 |
0,03 |
0,15 |
0,08 |
1,1 |
|
8 |
Радиатор двойной стальной 2РСВ1-5 |
3,36 |
620 |
0,2 |
0,15 |
0 |
1 |
|
9 |
Конвертор “Универсал” с кожухом КН-20-0,4 |
0,95 |
420 |
0,02 |
0,3 |
0,18 |
1 |
Схема любая |
10 |
Конвертор “Универсал” с кожухом КН-20-0,4 |
5,5 |
357 |
0,2 |
0,3 |
0,07 |
1 |